а) Краткая функциональная схема

Клавиатура предназначена для управления устройством. Нажатая клавиша обрабатывается микроконтроллером, который выполняет необходимые действия. Клавиатура состоит из 4-х кнопок: «Regim», «+», «-», «Prog». Кнопка «Regim» позволяет выбрать режим отображения информации на LCD экране, кнопки «+», «-» позволяют увеличить или уменьшить критические значения скорости, количества оборотов, напряжения, температуры коробки или температуры двигателя. Кнопка «Prog» предназначена для выбора одного из критических значений.

· LCD - дисплей.

Для отображения текстовой информации на плату контроллера был установлен LCD-дисплей - текстовый дисплей, 2 строки по 16 символов.

Управление ЖК-индикатором осуществляется через 10h-байт внешней (auxiliary) памяти. Дополнительно для управления устройством используются две управляющие линии RW и RS, которые подключены к выводам контроллера INT0 и INT1. Для удобства пользователя в программе стандартным переменным int0 и int1 из библиотеки reg51.dcl соответствуют переменные rw и rs управления ЖК-индикатором:

RS и RW-линии используются для установки режима ЖК-индикатора:

1. rs=0, rw=0 - командный режим,

2. rs=1, rw=0 - режим приема данных.

Командный режим предусматривает передачу в 10h-байт внешней памяти команд управления индикатором, которая предваряется проверкой готовности. Проверка готовности ЖК-индикатора осуществляется чтением 7-го бита 10h-байта внешней памяти.

Последовательность команд, необходимых для инициализации индикатора:

Во втором режиме передаваемые данные записываются в 10h-байт внешней памяти и воспринимаются ЖК-индикатором как коды символов для отображения.

LCD - дисплей необходим для отображения состояний устройств в зависимости от одного из выбранных режимов отображения и для установки критических значений.

Режим 1.

Отображение текущей скорости и текущих оборотов на первой строке и температур двигателя, коробки и напряжения в сети на второй строке.

Режим 2.

Отображение текущих оборотов и давления масла на первой строке и температур двигателя, коробки и напряжения в сети на второй строке.

Режим 3.

Отображение скорости и пройденного пути на первой строке и температур двигателя, коробки и напряжения в сети на второй строке.

Режим 4.

Отображение температуры в салоне и за бортом на первой строке и температур двигателя, коробки и напряжения в сети на второй строке.

Установка критических значений температур и скорости

· Датчик скорости.

Представляет собой встроенное в автомобили последних моделей устройство, на выходах которого генерируется сигнал 0 - 12В, и после использования делителя R7 и R8 получается сигнал 0 - 5В. Для определения скорости по сигналу, поступающему на вход МП, мы оцениваем количество импульсов за 1 секунду, зная, что на каждый метр, датчик дает 2 импульса. Затем на экране дисплея отображается рассчитанная скорость. Т.е.

· Датчик оборотов.

Принцип действия заключается в том, что искра наводит сигнал в катушке, который ограничивается и преобразуется операционным усилителем. Тогда результирующий сигнал получается в диапазоне от 0 до 5В, т.е. операционный усилитель работает как компаратор. Получение количества оборотов происходит из расчета на то, что на каждые 2 оборота мы получаем 1 импульс.

· Блок температурных датчиков.

Состоит из четырех температурных датчиков, каждый из которых осуществляет измерение одной температуры в некоторой точке (двигатель, коробка, салон, за бортом). Каждый температурный датчик состоит из следующих элементов:

o Термодатчик - полупроводниковый терморезистор. Омическое сопротивление терморезисторов существенно изменяется (убывает или возрастает) с ростом температуры, т.е. он выполняет функции чувствительного элемента и резистивного преобразователя. Терморезистор помещается в защитный теплопроводной корпус с крепежной резьбой для установки датчика в нужном месте. По мере прогрева омическое сопротивление чувствительного элемента такого датчика уменьшается, а следовательно уменьшается и падение напряжения.

o Повторитель, буферизирующий сигнал;

Блок собран в виде единичного экранированного модуля, для защиты от помех.

· Блок подачи звукового сигнала

Для упрощения данный блок выполнен в виде стандартного мультивибратора с буферным усилением сигнала.

· Датчик напряжения

Стандартный резистивный делитель, приводящий значение напряжения в диапазоне от 0В до 20В к диапазону от 0В - 5В

· Датчик давления

Стандартный датчик, установленный в автомобиле и имеющий почти линейную характеристику аналогичную температурному датчику.

2.2 Выбор элементной базы

· Термодатчик КПМ (Керамическая Полупроводниковая Масса) - для измерения температуры;

· Усилитель K544УД1 - операционный усилитель, используется в измерительной технике и имеет высокие технические характеристики;

· Стабилизатор K145EH5A - простой источник стабильного напряжения;

· Диод К156KЛ - для ограничения напряжения;

· Логический элемент «И» К561ЛА7 - для реализации мультивибратора

· 2-х строчечный текстовый жидкокристаллический дисплей WH1602A-YYK-CP - для вывода текстовой информации.

3. Разработка программного обеспечения МПС

/* объявление основных переменных и флагов */

(skor, skor1, skorp) word, /*выводимая на ЖКИ скорость */

(obor, obor1, oborp) word, /*выводимые на ЖКИ обороты */

(put, put1) word, /*пройденный путь*/

(time, tim1) word, /* время в пути*/

(td, tk, t1, t2, tp) word, /* измеряемые температуры */

(td_max, tk_max, t2_max, t1_max, pMasl_min, ub_max, ub_min),

signal bit,

ub word, /*напряжение бортовой сети */

pMasl word, /*давление масла */

LCD_Ini (*) byte constant (08h, 02h, 0fh, 01h), /*команды ЖКИ*/

Ind(56) bute, /* содержимое индикатора */

(i, j, n, k, s, t) byte, /* переменные для работы */

(fl_reg, fl_s, flag, fl_p) byte, /*флаги определ режима работы */

n_key byte, /*номер нажатой клавиши */

(k1_old) byte, /*номер последней нажатой клавиши */

chan byte /* номер оцифровываемого канала */

adc_H, adc_L byte,

per_t0 word; /*число циклов переполнения таймера0*/

/*пеpеименование pазpядов поpта */

declare rs literally `P2.6',/*линия связи с LCD*/

rw literally `P2.7',/*линия связи с LCD*/

e literally `P2.5';

/* - Обработчики прерываний -*/

/* - Обработчик прерывания int0-*/

int_obor: procedure interrupt 0;/*обработчик прерывания подсчит число оборотов*/

oborp=oborp+1;

end int_obor;

/* - Обработчик прерывания int1-*/

int_obor: procedure interrupt 2;/*обработ прерыван подсчит скорость*/

skorp=skorp+1;

end int_obor;

/* - Обработчик прерывания таймера-*/

timer_int: procedure interrupt 1; /* прерывание t0 */

/* проверка нажатия клавиш*/

if (p3.0=0b) and (kl_old<>1) then do; n_key=1; kl_old=1; end;

if (p3.1=0b) and (kl_old<>2) then do; n_key=2; kl_old=2; end;

if (p3.2=0b) and (kl_old<>3) then do; n_key=3; kl_old=3; end;

if (p3.3=0b) and (kl_old<>4) then do; n_key=4; kl_old=4; end;

if (p3 =0fb) then do; n_key=0; kl_old=0; end;

/* фиксируем текущую скорость и обороты и устанавл флаг*/

if (per_t0>15) then /*если прошла секунда */

do

if fl_s=1 then do signal=not(signal); P2.4=signal; end;

obor=oborp*60*2;/*подсчитываем число оборотов в минуту*/

skor=skorp*3600/(1000*2);/*переводим скор и м\сек в км\ч*/

skorp=0; oborp=0;/*сбрасываем счетчики*/

/*проверяем превышение скор и оборотов*/

if skor>120 then do fl_s=1; fl_reg=0; fl_p=0; end;

if obor>5000 then do fl_s=1; fl_reg=0; fl_p=0; end;

end;

per_t0=per_t0+1; /* увеличиваем счетчик переполнений */

tf0=0; /* sbros flaga perepolneniya */

end timer_int;

ADC_INT: procedure interrupt 6; /* обработчик прерывания A D C */

adccon2=chan;

adc_H=ADCDATAH;

adc_L=ADCDATAL;

flag=1; edac=1;

end ADC_INT;

skor:procedure; /* вывод текущей скорости*/

ind(0)=43h; ind(1)=4Bh; ind(3)=2dh; ind(2)=20h;

ind(3)=(skor/100)+30h; ind(5)=(skor mod 100)/10+30h;

ind(6)=((skor mod 100) mod 10)+30h; ind(7)=20h;

end skor;

td_tk:procedure; /* вывод температуры */

ind(41)=74h; ind(42)=064h; ind(43)=2d;/* вывод темп двигателя*/

ind(44)=(td/100)+30h; ind(45)=(td mod 100)/10+30h;

ind(46)=((td mod 100) mod 10)+30h; ind(47)=20h;

ind(48)=74h; ind(49)=06bh; ind(50)=2d;/* вывод темп коробки*/

ind(51)=(tk/100)+30h; ind(52)=(tk mod 100)/10+30h;

ind(53)=((tk mod 100) mod 10)+30h; ind(54)=20h;

end td_tk;

displ_Buf: procedure; /* вып заполнение дисплея в зависим от режима*/

/* первый режим - скор, обороты, Тдвиг, Ткоробки, Напряжение*/

if Fl_reg=0 then do;

call skor;

ind(8)=4fh; ind(9)=0b2h; ind(10)=2d;/* вывод текущих оборотов*/

obor1=(obor mod 1000); ind(11)=(obor/1000)+30h;

ind(12)=(obor1)/100+30h; obor1=(obor1 mod 100);

ind(13)=obor1/10+30h; ind(14)=(obor1 mod 10)+30h;

call td_tk;

/*вывод напряжения в бортовой сети*/

ind(55)=(up/10)+30h; ind(56)=(up mod 10) +30h;

end;

if Fl_reg=1 then do;

ind(1)=4fh; ind(2)=0b2h; ind(3)=2d;/* вывод текущих оборотов*/

ind(4)=(obor/1000)+30h; obor1=(obor mod 1000);

ind(5)=(obor1)/100+30h; obor1=(obor1 mod 100);

ind(6)=obor1/10+30h; ind(7)=(obor1 mod 10)+30h;

ind(8)=0a8h; ind(9)=0a8h; ind(10)=2d;/* вывод давления масла*/

ind(11)=(put/1000)+30h; put1=(put mod 1000);

ind(12)=(put1)/100+30h; put1=(put1 mod 100);

ind(13)=put1/10+30h; ind(14)=(put1 mod 10)+30h;

call td_tk;

/*вывод напряжения в бортовой сети*/

ind(55)=(up/10)+30h; ind(56)=(up mod 10) +30h;

end;

if Fl_reg=2 then do

call skor;

ind(8)=0a8h; ind(9)=0a8h; ind(10)=2d;/* вывод пройд пути*/

ind(11)=(put/1000)+30h; put1=(put mod 1000);

ind(12)=(put1)/100+30h; put1=(put1 mod 100);

ind(13)=put1/10+30h; ind(14)=(put1 mod 10)+30h;

call td_tk;

/*вывод напряжения в бортовой сети*/

ind(55)=(up/10)+30h; ind(56)=(up mod 10) +30h;

end;

if Fl_reg=3 then do

ind(1)=074h; ind(2)=031h; ind(3)=2d;/* вывод температуры 1*/

ind(4)=(t1/100)+30h; tp=(t1 mod 100);

ind(5)=(tp)/10+30h; tp=(tp mod 100);

ind(6)=tp/10+30h; ind(7)=(tp mod 10)+30h; ind(8)=20h;

ind(9)=074h; ind(10)=032h; ind(11)=2d;/* вывод температуры 2*/

ind(12)=(t2/100)+30h; tp=(t2 mod 100);

ind(13)=(tp)/10+30h; ind(14)=(tp mod 100)+30h;

call td_tk;

/*вывод напряжения в бортовой сети*/

ind(55)=(up/10)+30h; ind(56)=(up mod 10) +30h;

end;

call writeLCD;

end Displ_Buf;

writeLCD: procedure; /*вывод буфера на жки*/

do I=0 to 55;

rs=0; rw=1; p0.7=1b;

do while (p0 and 80h)<>0; end;

rs=1; rw=0;

P0=Ind(i);

end;

end writeLCD;

/* - пpоцедуpа инициализации-*/

init: procedure;

tmod=00010001b;/*пеpвый pежим таймеpа для 0 и 1*/

it0=1;/*пpеpывание по фpонту сигнала пеpеполнения*/

th0, tl0=0; tr0=1;/*обнуляем счетчики и pазpешаем pаботу 0 го Таймеpа*/

er0=1;/*запускаем таймеp 0*/

et0=1;/*pазpешаем пpеpывание Т0*/

ea=1;/*pазpешаем все пpеpывания*/

/*Инициализация АЦП*/

ADCCON1=60h;/*настраиваем режим AЦП*/

ADCCON2=0h;/*настраиваем режим AЦП*/

/*инициализация портов на вв\выв */

P2=0f0h; /*линии порта 2 c 0 по 3 на ввод с 4 по7 на вывод*/

n_key=0; k_old=0; fl_s=0; fl_p=0;

/*инициализация ЖКИ*/

do I=0 to 3;

rs=0; rw=1b; e=1b; call time(10);

do while (p0 and 80h)<>0; end;

e=0; rs=0; rw=0; call time(10);

P0=LCD_Ini(i);

end;

td_max=96; tk_max=60; t2_max=60; t1_max=50; pMasl_min=1; ub_max=15; ub_min=11;

fl_reg=3; call Displ_Buf;

end init;

/*___________ Tело основной программы ______________*/

call init;

do while 1; /*бесконечный цикл pаботы */

if (n_key=1)&(kl_old<>1) then /*Перебираем режимы отображения */

do

fl_reg=fl_reg+1; if fl_reg=4 then fl_reg=0;

k1_old=1;

end;

if (n_key=4)&(kl_old<>4) then /* Включаем режим программирования */

do

fl_p=fl_p+1; do I=1 to 55; ind(i)=20h;

/*Выводим сообщение «Установите_» */

ind(1)=0a9h; ind(2)=043h; ind(3)=054h; ind(4)=041h; ind(5)=048h;

ind(6)=04fh; ind(7)=042h; ind(8)=0a5h; ind(9)=054h; ind(10)=045h;

ind(11)=020h;

if fl_p=1 then do ind(41)=074h; ind(42)=064h; ind(43)=02dh;

ind(44)=039h; ind(45)=036h; end;

if fl_p=2 then do ind(41)=074h; ind(42)=06bh; ind(43)=02dh;

ind(44)=036h; ind(45)=030h; end;

if fl_p=3 then do ind(41)=074h; ind(42)=031h; ind(43)=02dh;

ind(44)=035h; ind(45)=030h; end;

if fl_p=4 then do ind(41)=074h; ind(42)=032h; ind(43)=02dh;

ind(44)=039h; ind(45)=036h; end;

if fl_p=5 then do ind(41)=055h; ind(42)=062h; ind(43)=02dh;

ind(44)=061h; ind(45)=036h; ind(46)=02dh;

ind(47)=031h; ind(48)=039h; end;

if fl_p=6 then do ind(41)=055h; ind(42)=062h; ind(43)=04dh;

ind(44)=0b8h; ind(45)=0bdh; ind(46)=02dh;

ind(47)=031h; ind(43)=035h; end;

if fl_p=7 then do ind(41)=050h; ind(42)=04dh; ind(43)=0631h;

ind(44)=0bbh; ind(45)=061h; ind(46)=02dh;

ind(47)=030h; ind(48)=031h; end;

if fl_p=8 then do fl_p=0; /*если устан все знач завер програм*/

call writeLCD;

end;

if ((n_key=1) and (kl_old<>1)) and (fl_p>0) then /*+1 к текущему значению*/

do

if fl_p=1 then do td_max=td_max+1; if td_max>98 then td=97;

ind(44)=td_max/10; ind(45)=td_max mod 10; end;

if fl_p=2 then do tk_max =tk_max +1; if tk_max >80 then tk_max =80;

ind(44)=tk_max /10; ind(45)=tk_max mod 10; end;

if fl_p=3 then do t1_max =t1_max +1; if t1>99 then t1_max =99;

ind(44)=t1_max /10; ind(45)=t1_max mod 10; end;

if fl_p=4 then do t2_max =t2_max +1; if t2_max >98 then t2=97;

ind(44)=t2_max /10; ind(45)=t2_max mod 10; end;

if fl_p=5 then do ub_max =ub+1; if ub_max >15 then ub_max =15;

ind(44)=ub_max /10; ind(45)=ub_max mod 10; end;

if fl_p=6 then do ub_min= ub_min +1; if ub_min >98 then ub_min =97;

ind(44)= ub_min /10; ind(45)= ub_min mod 10; end;

if fl_p=7 then do pMasl_min= pMasl_min +1; if pMasl_min >5 then pMasl_min =5;

ind(44)= pMasl_min; end; call writeLCD;

end;

if ((n_key=2) and (kl_old<>2)) and (fl_p>0) then /* - 1 к текущему значению*/

do

if fl_p=1 then do td_max=td_max-1; if td_max<85 then td=85;

ind(44)=td_max/10; ind(45)=td_max mod 10; end;

if fl_p=2 then do tk_max =tk_max-1; if tk_max <40 then tk_max =40;

ind(44)=tk_max /10; ind(45)=tk_max mod 10; end;

if fl_p=3 then do t1_max =t1_max -1; if t1<35 then t1_max =35;

ind(44)=t1_max /10; ind(45)=t1_max mod 10; end;

if fl_p=4 then do t2_max =t2_max-1; if t2_max <25 then t2=25;

ind(44)=t2_max /10; ind(45)=t2_max mod 10; end;

if fl_p=5 then do ub_max =ub-1; if ub_max <13 then ub_max =13;

ind(44)=ub_max /10; ind(45)=ub_max mod 10; end;

if fl_p=6 then do ub_min= ub_min-1; if ub_min <7 then ub_min =7;

ind(44)= ub_min /10; ind(45)= ub_min mod 10; end;

if fl_p=7 then do pMasl_min= pMasl_min-1; if pMasl_min <1 then pMasl_min =1;

ind(44)= pMasl_min; end; call writeLCD;

end;

chen=0; flag=0; sconv=1; do while flag=0; end; /*зап преобр td*/

td=adc_h*255+adc_l; call time(10);

chen=0; flag=0; sconv=1; do while flag=0; end; /*зап преобр tk*/

tk=adc_h*255+adc_l; call time(10);

chen=1; flag=0; sconv=1; do while flag=0; end; /*зап преобр t1*/

t1=adc_h*255+adc_l; call time(10);

chen=2; flag=0; sconv=1; do while flag=0; end; /*зап преобр t2*/

t2=adc_h*255+adc_l; call time(10);

chen=3; flag=0; sconv=1; do while flag=0; end;/*зап преобр измер напр*/

ub=adc_h*255+adc_l; call time(10);

/* пересчитываем полученные значения с АЦП в реальные величины */

td=150*td/4096; tk=100*tk/4096; t1=120*t1/4096, t2=120*t2/4096;

ub=ub*20/4096; pMasl=pMasl*5/4096;

fl_s=0;

if td_max<=td then fl_s=1; /* проверяем превышение диапазонов */

if tk_max<=tk then fl_s=1;

if t1_max<=t1 then fl_s=1;

if t2_max<=t2 then fl_s=1;

if ub_max<=ub then fl_s=1;

if fl_s=1 then do fl_reg=3; fl_p=0; end;

if pMasl_max<=pMasl then do fl_reg=1; fl_s=1; fl_p=0; end;

if fl_p=0 then call Displ_Buf;/*если не реж прогр выводим текущ инф*/

end;

end start;

Размещено на Allbest.ru